超表面光学器件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种超表面光学器件，其特征在于，所述超表面光学器件包括：基板上的柱子阵列，包括彼此直径不同的柱子；每个柱子都有最接近所述基板的近端和最远离所述基板的远端；和位于所述柱子的所述远端的外涂层，所述外涂层跨越所述柱子之间的间隙，所述外涂层是透明的和固体的，或者是所述柱子之间的填充材料，填充所述柱子之间的间隙，所述填充材料是透明的和固体的。是透明的和固体的。是透明的和固体的。

【技术实现步骤摘要】
超表面光学器件


[0001]本技术涉及光学超表面。

技术介绍

[0002]光学超表面可以在没有传统透镜的情况下操纵光波前。它们可以包括在基板上或基板中的结构，例如具有亚波长尺寸的柱子、肋或孔。
[0003]这些结构在基板的表面上的大小、形状和间距可以不同。每种结构大小、形状和间距都可以提供独特的电磁响应。超表面可以在没有传统透镜厚度的情况下提供所需的光波前操纵(相位、偏振和振幅)。超表面可以克服传统透镜的像差问题。
[0004]大小与光波长可比的超表面结构可以衍射入射光。这些结构可以具有纳米尺寸。光学超表面不像传统透镜那样依赖于曲率，而是依赖于结构的尺寸和图案来将光衍射成所需的图案。衍射光波可以相互干涉，形成所需的、被改变的波前。
[0005]超表面可以聚焦光、准直光、衍射光、漫射光、改变光的偏振，或将白光分成多种不同的颜色。超表面可以用于微型化和提高光学系统的质量。超表面可以减少系统中光学元件的数量。与传统透镜相比，超表面可以适应更广泛的需求。超表面可用于检测光强度、深度感测、成像、光敏电子学、显微光谱仪、安全和密码学。

技术实现思路

[0006]超表面光学器件可以包括基板上的柱子阵列，包括彼此直径不同的柱子。每个柱子可以具有最接近基板的近端和最远离基板的远端。外涂层可以位于柱子的远端，或者填充材料可以位于柱子之间。外涂层可以跨越柱子之间的间隙。填充材料可以填充柱子之间的间隙。外涂层或填充材料可以是透明的和固体的。
[0007]本技术的第一方面涉及一种超表面光学器件，其特征在于，所述超表面光学器件包括：基板上的柱子阵列，包括彼此直径不同的柱子；每个柱子都有最接近所述基板的近端和最远离所述基板的远端；和位于所述柱子的所述远端的外涂层，所述外涂层跨越所述柱子之间的间隙，所述外涂层是透明的和固体的，或者是所述柱子之间的填充材料，填充所述柱子之间的间隙，所述填充材料是透明的和固体的。
[0008]在一实施例中，所述超表面光学器件包括所述外涂层但不包括所述填充材料。
[0009]优选地，所述超表面光学器件还包括所述阵列的最小直径柱子与最接近相邻的最小直径的两个柱子之间的节距小于所述阵列的最大直径柱子与最接近相邻的最大直径的两个柱子之间的节距。
[0010]优选地，所述外涂层沿所述柱子的侧壁向下延伸，且所述外涂层在所述器件上沿所述侧壁向下延伸的距离变化与沿所述侧壁延伸的所述外涂层的平均距离相差+/
‑
10％。
[0011]优选地，所述外涂层以沿所述柱子的侧壁向下延伸一段从所述远端至所述近端的≥5％且≤90％的距离。
[0012]在一实施例中，D5/D1≥2，其中D5为最大直径柱子的直径，D1为最小直径柱子的直
径，直径D5和直径D1都在所述近端与所述远端之间的中点测量；和G1/G5≤1.5，其中G1是所述阵列的所述最小直径柱子与最接近相邻柱子之间的间隙，G5是所述阵列的所述最大直径柱子与最接近相邻柱子之间的间隙,间隙G1和间隙G5都在所述近端与所述远端之间的中点测量。优选地，D5/D1≥3且G1/G5≤1.2。
[0013]在一实施例中，相邻的小柱子之间的节距小于相邻的大柱子之间的节距，其中，所述小柱子的直径小于所述大柱子的直径。
[0014]在一实施例中，P55/P11≥1.5，其中P55是彼此邻近的两个所述最大柱子之间的节距且P11是彼此邻近的两个所述最小柱子之间的节距。
[0015]在一实施例中，邻近的柱子之间的间隙大小均匀。
附图说明
[0016]图1是超表面光学器件10的俯视图，超表面光学器件10具有在基板11上的柱子P的阵列。柱子P可以具有与彼此不同的直径。邻近的柱子P之间的间隙G可以是均匀的。节距可以不同。
[0017]图2是超表面光学器件20的横截面侧视图，包括超表面光学器件10上的外涂层21。超表面光学器件10的横截面侧视图沿图1中的线2
‑
2截取。
[0018]图3是超表面光学器件30的俯视图，超表面光学器件30具有在基板11上的柱子P的阵列。柱子P可以具有与彼此不同的直径。相邻的柱子P之间的节距可以是均匀的。间隙大小可以不同。
[0019]图4是超表面光学器件40的横截面侧视图，包括超表面光学器件30上的外涂层21。超表面光学器件30的横截面侧视图沿图3中的线4
‑
4截取。
[0020]图5是超表面光学器件50的横截面侧视图，包括填充超表面光学器件10的柱子P之间的间隙G的填充材料51。超表面光学器件10的横截面侧视图沿图1中的线2
‑
2截取。
[0021]图6是超表面光学器件60的横截面侧视图，包括填充超表面光学器件30的柱子P之间的大部分间隙G的填充材料51。超表面光学器件30的横截面侧视图沿图3中的线4
‑
4截取。
[0022]附图中的附图标记
[0023]超表面光学器件10、20、30、40、50和60
[0024]基板11
[0025]外涂层21
[0026]填充材料51
[0027]外涂层21沿侧壁向下延伸的距离D
[0028]远端DE
[0029]远端平面DP
[0030]间隙G
[0031]最小直径柱子P1和最接近相邻柱子P之间的间隙G1
[0032]最大直径柱子P5和最接近相邻柱子P之间的间隙G5
[0033]柱子P
[0034]直径分别为D1、D2、D3、D4和D5的柱子P1、P2、P3、P4和P5
[0035]两个最小的柱子P1之间的节距P11
[0036]柱子P1和邻近的柱子P2之间的节距P12
[0037]柱子P1和邻近的柱子P5之间的节距P15
[0038]两个最大的柱子P5之间的节距P55
[0039]近端PE
[0040]近端平面PP
[0041]柱子P的厚度Th
[0042]外涂层21的厚度T21
[0043]如本文所用，短语“间隔相等”是指间隔完全相等；在正常制造公差范围内间隔相等；或间隔几乎完全相等，这样使得任何与间隔完全相等的偏差的影响对于器件的正常使用来说都可以忽略不计。
[0044]如本文所用，均匀间隙意味着完全均匀；在正常制造公差范围内的均匀；或几乎完全均匀，这样使得任何与完全均匀的偏差的影响对于器件的正常使用来说都可以忽略不计。
[0045]如本文所用，术语“在”，“位
…
之上”，“位于”，和“位于上方”意指直接位于或位于其间具有一些其他固体材料的上方。术语“直接位于”和“邻接”意指直接和紧邻的接触。
具体实施方式
[0046]如图1
‑
6所示，超表面光学器件10、20、30、40、50和60包括在基板11上的柱子P的阵列。以下两段总结了这些不同器件之间的比较优势，随后是它们的说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超表面光学器件，其特征在于，所述超表面光学器件包括：基板上的柱子阵列，包括彼此直径不同的柱子;每个柱子都有最接近所述基板的近端和最远离所述基板的远端；和位于所述柱子的所述远端的外涂层，所述外涂层跨越所述柱子之间的间隙，所述外涂层是透明的和固体的，或者是所述柱子之间的填充材料，填充所述柱子之间的间隙，所述填充材料是透明的和固体的。2.根据权利要求1所述的超表面光学器件，所述超表面光学器件包括所述外涂层但不包括所述填充材料。3.根据权利要求2所述的超表面光学器件，其中所述柱子阵列的最小直径的柱子与最接近相邻的柱子之间的节距小于所述柱子阵列的最大直径的柱子与最接近相邻的柱子之间的节距。4.根据权利要求2所述的超表面光学器件，其特征在于，所述外涂层沿所述柱子的侧壁向下延伸，且所述外涂层在所述器件上沿所述侧壁向下延伸的距离变化与沿所述侧壁延伸的所述外涂层的平均距离相差+/
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10％。5.根据权利要求2所述的超表面光学器件，其特征在于，所述外涂层以沿所述柱子的侧壁向下延伸一段从所述远...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：莫克斯泰克公司，
类型：新型
国别省市：